«Столетие науки в Америке: С особым вниманием к Американскому журналу науки (1818–1918)»

В течение следующих 40 лет американскими химиками — К. Т. Джексоном, Т. Стерри Хантом и другими — было предпринято несколько случайных анализов. В 1861 году Юстус Рот опубликовал первое издание своих «Таблиц», в которые он включил все анализы, сделанные к тому времени и которые он счел достойными сохранения. Хотя, естественно, в силу состояния аналитической химии до того времени, большинство из них теперь считались бы довольно грубыми, публикация этой работы принесла большую пользу и ознаменовала собой эпоху в геохимии. В этих таблицах Рот приводит четыре анализа американских изверженных пород: два из района озера Верхнее работы Джексона и Дж. Д. Уитни и два работы европейских химиков, одним из которых был Бузен. Материалом для последних двух служил «долерит», и для каждого указано одно и то же местонахождение — «Сьерра-Невада между 38° и 41°», что, вероятно, считалось весьма точным для западной Америки в те дни.

Начиная с этих слабых начал поступательное движение петрологии в химическом направлении в нашей стране было неуклонным, пока ее развитие не достигло той точки, которая будет показана ниже.

Сбор материала различными геологическими службами штатов и службами, инициированными Национальным правительством, привел к увеличению числа анализируемых горных пород в течение петрографического периода. Они также становились все лучше по качеству, как, например, те, что были опубликованы Г. В. Хаузом в его статьях. Однако когда химики были назначены на определенные должности в штате правительственных геологических съемок и особенно когда после организации Геологической службы США в 1879 году в 1883 году была основана общая центральная лаборатория под руководством Ф. В. Кларка, можно сказать, что началась новая эра в химическом исследовании горных пород. В этой связи следует упомянуть работу В. Ф. Хиллебранда, который установил стандарт точности и детальности в анализе горных пород, к которому до сих пор не стремились. В результате его точных и тщательных методов и результатов масса анализов, выполненных им и его коллегами-химиками в этой лаборатории, представляет собой величайший единичный вклад в химическую петрологию, который когда-либо был сделан. К январю 1914 года в отчете Кларка [139] перечислено около 8000 анализов различного рода, выполненных в этой лаборатории для геологических целей. Почти везде также отмечается большое улучшение качества анализов горных пород, и в руководствах Хиллебранда [140] и Вашингтона [141] аналитик горных пород имеет теперь в своем распоряжении методы значительно усовершенствованной техники, которая должна обеспечить ему наилучшие результаты.

Ранее упоминались «Таблицы» Рота; было опубликовано несколько дополнений, но после его смерти прошел долгий интервал, прежде чем эта удобная и полезная работа была снова продолжена Вашингтоном [142] и Осанном [143]. Недавно было опубликовано новое издание «Таблиц» Вашингтона, в котором перечислено около 8600 анализов изверженных пород, выполненных до конца 1913 года [144].

На теоретической стороне также, где петрология переходит в геологию, современный исследователь найдет массу полезнейших и точных данных, хорошо обсужденных в современном аналоге «Химической геологии» Бишофа — «Данных геохимии» Кларка [145]. Таким образом, прогресс в химическом отношении был вполне соразмерен с прогрессом в микроскопе как инструменте и в результатах, полученных с его помощью.

Физико-химические работы.

Изучение геологических результатов экспериментальными методами, которое должно было получить информацию о процессах, вызывающих эти результаты, и условиях, в которых они протекают, с самых ранних дней развития науки признавалось важнейшим, и записи в литературе показывают, что в этом направлении было сделано немало. Экспериментальную работу в современной петрологии можно, однако, датировать 1882 годом, когда Фуке и Мишель-Леви [146] опубликовали результаты своих масштабных исследований по синтезу минералов и горных пород пирогенными методами. Блестящие эксперименты французских петлогов сразу привлекли к себе внимание, и с тех пор значительный объем ценной работы был проделан в этой области рядом лиц, среди которых можно упомянуть Морозевича [147], Доэльтера [148], Таммана [149] и Менье [150]. По мере продолжения этой работы результаты быстрого прогресса, достигнутого в физической химии, начали применяться в этой области со все возрастающей ценностью. Дж. Х. Л. Вогту мы обязаны ценной серией статей [151], в которых образование минералов и горных пород из магм рассматривается с этой точки зрения. Самым важным для будущего петрологии стало основание в Вашингтоне великолепного научно-исследовательского учреждения — Карнеги-Геофизической лаборатории под руководством д-ра А. Л. Дэя с его штатом подготовленных физиков, химиков и петлогов, посвященной решению проблем, которые ставит прогресс геологической науки. Публикации этого учреждения (многие из них опубликованы в Журнале) слишком многочисленны, чтобы перечислять их здесь; многие из них успешно рассматривают вопросы величайшей важности в петрологии. Это залог того, на что мы можем надеяться в будущем. Накопление точных физических и химических данных, которое является ее целью, послужит необходимым противовесом гипотетическим спекуляциям и поставит петрологию и особенно петрогенезис в один ряд с другими более точными науками, предоставив количественные основы для опирающегося на них здания теории.

В то время как достижения этой великой организации кажутся сводящими к минимуму работу индивидуального исследователя в этой области, он может воспрянуть духом, наблюдая те важные результаты в отношении прочности горных пород при различных условиях, которые были получены Адамсом в последние годы, — данные широкого применения в теоретической геологии. В этой области также появился специальный текст, в котором приводятся принципы и приобретенные данные [152].

Резюме.

В этом кратком ретроспективном обзоре, приводящем лишь самые общие контуры и по необходимости опускающем многое из того, что имеет важное значение, мы видели, как за последние полвека петрология превратилась из эпизодических грубых экспериментов в полностью организованную науку. Сегодня она обладает прекрасно усовершенствованной техникой, большим объемом литературы, текстами, трактующими общие принципы, методы работы, описательными руководствами по морфологической стороне, и заслужила всеобщее признание как область, которая, пусть и невелика, но достойна сосредоточения интеллектуальных усилий. Подобно другим здоровым растущим организмам, она дала начало ответвлениям, и из нее выделились науки металлография и микроизучение рудных месторождений, которые быстро оформляются.

Что ждет нас в будущем? Прошли те дни, когда работа носила преимущественно описательный характер, а теория строилась исключительно на наблюдаемых результатах. Наука вступила в стадию, когда работа и теория должны постоянно приводиться в соответствие с химическими, физическими и математическими законами и данными, причем при их применении возникают новые проблемы. По мере того как мы поднимаемся, перед нами действительно открываются новые горизонты, указывающие на свежие области для исследований, приобретения человеческих знаний и нашего удовлетворения.

Библиография.

107. W. Cross, Jour. Geology, 10, 451, 1902.

108 . Ibid. , p. 45.

109. Sorby, Quart. Jour. Geol. Soc., 14, 453, 1858.

110 . Zirkel, Einführung des Mikroskops in das mineralogisch-geologische Studium, 1881.

111 . Williams, G. H., Modern Petrography, 1886.

112 . Zirkel, Mikroskopische Beschaffenheit der Mineralien und Gesteine.

113 . Rosenbusch, Mikroskopische Physiographie der petrographisch wichtigen Mineralien.

114 . Zirkel, Mikroskopische Gesteinstudien, Sitzung vom 12 März, 1863.

115 . Julien and Wright, Geol. Surv. of Michigan, 2, 1873. Appendices A and C.

116. Dana, E. S., the Journal, 8, 390–392, 1874.

117 . Zirkel, Geological Exploration of the 40th Parallel; vol. VI, Microscopical Petrography.

118 . Caswell, Microscopical Petrography of the Black Hills. U. S. Geog. and Geol. Surv. Rocky Mts. Rep. on Black Hills of Dakota, 469–527. The separate copies issued bear the imprint 1876; the complete report 1880.

119 . Dana, E. S., Igneous Rocks in the Judith Mts. Rep. of Reconnaissance Carroll, Mont., to Yellowstone Park in 1875. Col. Wm. Ludlow, War Dept., Washington, 105–106.

120 . Hawes, G. W., Rocks of the Chlorite Formation, etc., the Journal, 11 , 122–126, 1876. Greenstones of New Hampshire, etc, ibid., 12 , 129–137, 1876.

121. Hawes, G. W., the Journal, 21, 21–32, 1881.

122 . Brögger, Die silurischen Etagen 2 und 3, Kristiania, 1882.

123 . The references for the papers alluded to, all of them in the Journal, are as follows:

Emerson, 24, 195–202, 270–278, 349–359, 1882;

——, 23, 302–308, 1882.

Cross, 27, 94–96, 1884; 31, 432–438, 1886; 39, 359–370, 1890; 41, 466–475, 1891; 23, 452–458, 1882.

Iddings, 26, 222–235, 1883;

——, 27, 453–463, 1884;

——, 36, 208–221, 1888;

——, 33, 36–45, 1887.

Williams, 31, 26–41, 1886; 33, 135–144, 191–199, 1887; 35, 433–448, 1888; 36, 254–259, 1888.

——, 34, 137–145, 1887.

Diller, 32, 121–125, 1886; 37, 219–220, 1889;

——, 33, 45–50, 1887.

Irving (26, 27–32, 321–322, 27, 130–134, 1883; 29, 358–359, 1885).

Kemp (35, 331–332, 1888; 36, 247–253, 1888; 38, 130–134, 1889).

124 . Zirkel, Lehrbuch der Petrographie, 2d ed., 1893.

125 . Hunter and Rosenbusch, Ueber Monchiquit, etc., Min. petr. Mitth., 11 , 445, 1890. Rosenbusch, Ueber Structur und Class. der Eruptivgesteine, ihibid., 12 , 351, 1891.

126. Iddings, Origin of Igneous Rocks, Bull. Phil, Soc. Washington, 12, 89–213, 1892.

127. Brögger, Mineralien der Syenit-pegmatit-gànge, etc., Zs. Kryst., 16, 1890.

128 . ——, Basic Eruptive Rocks of Gran, Quart. Jour. Geol. Soc., 50 , 15, 1894; Grorudit-Tinguait-Serie, Vidensk. Skrift. 1 Math. nat. Kl., No. 4, 1894.

129. Weed and Pirsson, e. g. Shonkin Sag, the Journal, 12, 1–17, 1901.

130 . The references for the articles mentioned (all in the Journal) are as follows:

Becker, 46, 1893; 4, 257, 1897; 3, 21–40, 1897.

Cross, 39, 657–661, 1915.

Adams, 22, 95–123, 1906; 29, 465–487, 1910.

Daly, 22, 195–216, 1906; 26, 17–50, 1908.

Wright, 22, 224–230, 1906.

Fenner, 29, 217–234, 1910.

Bowen, 39, 175–191; 40, 161–185, 1915.

Pirsson, 50, 116–121, 1895; 7, 271–280, 1899.

Smyth, 36, 33–46, 1913.

Murgoci, 20, 133–145, 1905.

Barrell, 13, 279–296, 1902.

Lindgren, 3, 301–314, 1897; 9, 269–282, 1900.

Ransome, 5, 355–375, 1898.

Cross, 4, 115–141, 1897.

Hague, 1, 445–457, 1896.

Pogue, 28, 218–238, 1909.

Warren, 25, 12–36, 1908.

Goldman, 39, 261–288, 1915.

Washington and Pirsson, Belknap Mts., 20, 344–353, 1905; 22, 439–457, 493–515, 1906.

——, Red Hill, 23, 257–276, 433–447, 1907.

——, Tripyramid Mt., 31, 405–431, 1911.

131 . Quantitative Classification of Igneous Rocks, Cross, Iddings, Pirsson and Washington, Chicago, 1903.

Petrogenesis, C. Doelter, Braunschweig, 1906.

Igneous Rocks, vols. 1 and 2, J. P. Iddings, New York, 1909 and 1913.

Problem of Volcanism, Iddings, New Haven, 1914.

Natural History of Igneous Rocks, Alfred Harker, London, 1909.

Igneous Rocks and their Origin, R. A. Daly, New York, 1914.

132 . Among these may be mentioned:

Rosenbusch u. Wülfing, Physiog. der petrog. wicht. Min., Stuttgart, 1905.

Iddings, J. P., Rock-Minerals, 1st ed., New York, 1906.

Johannsen, A., Manual of Petrographic Methods, New York, 1914.

Winchell, N. H. and A. N., Elements of Optical Mineralogy, New York, 1909.

133 . Мы можем упомянуть здесь, например, работы в области минералогии Пенфилда, отмеченные в сопутствующей главе о минералогии. Помимо точного определения состава и констант многих минералов, некоторые из которых имеют важное значение с петрографической точки зрения, мы обязаны ему больше, чем кому-либо другому, признанием фтора и гидроксила у различных видов и, тем самым, пониманием их пневматолитического происхождения. Его статьи публиковались практически исключительно в Журнале.

134 . Wright, Methods of Petrographic-Microscopic Research, Carnegie Inst., Washington, 1911, and various papers; many in the Journal.

135 . Conf. Wright’s work quoted above and the various manuals previously mentioned.

136 . Kemp, Hand-book of Rocks, 3d ed., New York, 1904. Pirsson, Rocks and Rock-Minerals, New York, 1910.

137 . Williams, G. H., U. S. Geol. Surv., Bull. 62 , Washington, 1890.

138 . Van Hise, Treatise on Metamorphism, U. S. Geol. Surv., Monograph 17 .

139 . F. W. Clarke, U. S. Geol. Surv., Bull. 591 , 1915.

140 . Hillebrand, Analysis of Silicate and Carbonate Rocks, U. S. Geol. Surv., Bull. 422 , 1910.

141 . Washington, Chemical Analysis of Rocks, pp. 200, New York, 1910.

142 . Id., Chemical Analyses of Igneous Rocks (1884–1900), U. S. Geol. Surv., Prof. Paper, No. 14 , 1903.

143 . Osann, Beitr. zu chem. Petrogr., II Teil. Anal. d. Eruptivgest., 1884–1900, Stuttgart, 1905.

144 . Washington, ibid., 2d ed., U. S. Geol. Surv., Prof. Paper 99 , pp. 1216, 1917.

145 . Clarke, U. S. Geol. Surv., Bull. 616 , 1916.

146 . Fouqué and Michel-Lévy, Synthese des Mineraux et des Roches, Paris, 1882.

147. Morozewicz, Exper. Untersuch. u. Bildung der Min. im Magma, Min. petr. Mitt., 18, 1898.

148. Doelter, Synthetische Studien, N. Jahrb. Min. 1897, 1, 1–26. Allg. chem. Mineralogie, etc.

149 . Tamman, Krystallisieren und Schmelzen, 1903.

150 . St. Meunier, Les Méthodes de Synthèse en Minéralogie, Paris, 1891.

151 . Vogt, Mineralbildung in Smelzmassen, Christiania, 1892; Silikatschmelzlösungen, 1 and 2 , 1903, 1904, and various other papers, esp. in Min. petr. Mitt., vols. 24 and 25 , 1906.

152 . H. E. Boeke, Grundlagen der physikalisch-chemischen Petrographie, Berlin, 1915.

VIII РАЗВИТИЕ МИНЕРАЛОГИИ С 1818 ПО 1918 ГОД

By WILLIAM E. FORD

Минералогию сегодня, безусловно, в целом сочли бы одним из второстепенных членов группы геологических наук. Мы обычно смотрим на нее как на полезную служанку, главная функция которой — служить другим ветвям, и склонны забывать, что на самом деле минералогия была первой из признанных и, с полным на то основанием, может претендовать на звание матери всех остальных. Минералы из-за их частого великолепия цвета и формы, а также их использования в качестве драгоценных и поделочных камней были первыми неорганическими объектами, вызвавшими удивление и комментарии, и мы находим многие из них названными и описанными в очень ранних письменных источниках. Теофраст (368–284 гг. до н. э.), знаменитый ученик Аристотеля, написал трактат «О камнях», в котором собрал большой объем информации о минералах и окаменелостях. Старший Плиний (23–79 гг. н. э.), более трех веков спустя, в своей «Естественной истории» описал и назвал многие из более распространенных минералов. В то время было естественно, что не проводилось четкого различия между минералами и горными породами или даже между минералами и окаменелостями. До тех пор пока все изучение материалов земной коры касалось их поверхностных характеристик, было логично включать все под единую рубрику. Однако в первые столетия христианской эры некоторые авторы полагали, что окаменелости произошли от живых животных, но большинство считало их лишь странными и необычными формами минералов. В течение многих последующих столетий к общему запасу геологических знаний добавлялось немногое, и лишь в начале XVI века был достигнут дальнейший заметный прогресс. Агрикола (1494–1555) был врачом, который некоторое время жил в горнорудном районе Йоахимсталь. Он изучал и описывал собранные там минералы. Он первым дал тщательное и критическое описание минералов, их кристаллов и общих физических свойств. К сожалению, он также не осознавал фундаментального различия между окаменелостями и минералами, и, вероятно, под его влиянием эта ошибка сохранялась даже до середины XVIII века. Но, естественно, по мере увеличения числа научных студентов росло и число тех, кто отвергал этот вывод, пока наконец не был установлен истинный характер окаменелостей. Острый интерес к минералам и окаменелостям, вызванный этой дискуссией, наряду с быстрым расширением горных работ, привлек внимание ученых к другим особенностям земной поверхности и привел к более детальному исследованию ее характеристик и тем самым к развитию геологии как таковой. Интересно также отметить, что минералогия была первой из геологических наук, получившей официальное признание и преподавание в университетах.

Хотя, как было показано, истоки минералогии лежат в далеком прошлом, можно сказать, что наука в том виде, в каком мы знаем ее сегодня, пережила практически все свое развитие за последние сто лет. Из более чем одной тысячи минеральных видов, которые сегодня можно считать окончательно установленными, в 1800 году было известно едва ли более двух сотен, да и те были описаны или поняты лишь частично. Верно, что Гаюи, «отец кристаллографии», еще до этой даты открыл и сформулировал законы кристаллической симметрии и показал, что между отрезками на осях различных граней кристалла существуют рациональные отношения. Однако лишь в 1809 году Волластон описал первую форму отражательного гониометра и тем самым сделал возможным начало точного исследования кристаллов. Различия между различными группами кристаллов были разработаны Бернгарди, Вейссом и Моосом в период между 1807 и 1820 годами, тогда как система кристаллографических символов Науманна была предложена лишь в 1826 году. Тот факт, что дважды преломляющие минералы также поляризуют свет, был открыт Малюсом в 1808 году, а в 1813 году Брюстер впервые распознал оптические различия между одноосными и двуосными минералами. Современная химия в этот период также только начинала развиваться, позволяя минералогам все более и более точно проводить анализы и тем самым химическими средствами устанавливать истинный характер минералов и правильно их классифицировать.

Франц фон Кобель на странице 372 своей «Истории минералогии» несколько поэтично описывает состояние науки в этот период следующим образом: «С концом XVIII и началом XIX веков впервые начались точные исследования в минералогии. Минералог больше не довольствовался приближенными описаниями минералов, а стремился скорее отделить существенные факты от случайных, открыть определенные законы и узнать соотношения между физическими и химическими свойствами минерала. Применение математики придало новый облик кристаллографии, а развитие оптических взаимосвязей открыло великолепное поле чудесных явлений, которые можно описать как сад, пестрящий цветами света, чарующий сам по себе и интересный в своих отношениях с силами, которые направляют и управляют регулярным строением материи».

В «Медицинском репозитории» (том 2, стр. 114, Нью-Йорк, 1799 г.) содержится следующее извещение: «С момента публикации последнего номера Репозитория в городе Нью-Йорке была создана Ассоциация „для исследования минеральных и ископаемых тел, составляющих структуру земного шара, и, в особенности, для естественной и химической истории минералов и ископаемых Соединенных Штатов“ под названием и именем Американского минералогического общества». С этим объявлением дается рекламное объявление, в котором общество «настоятельно просит граждан Соединенных Штатов обращаться к ним по всем минералогическим вопросам, но особенно по следующим: 1) относительно камней, пригодных для оружейных кремней; 2) относительно самородной серы; 3) относительно селитры; 4) относительно рудников и свинцовых руд». Далее общество просит, «чтобы образцы всех видов присылались ему для исследования и определения».

Это, по-видимому, знаменует собой начало серьезного изучения науки минералогии в Соединенных Штатах. С этого времени статьи на минералогические темы стали с возрастающей частотой появляться в «Медицинском репозитории». Большинство из них были краткосрочными и в значительной степени касались описания общих характеристик и способов нахождения различных минералов. Ничего особо значимого с научной точки зрения не появлялось в течение многих лет, но растущий интерес к минералогическим вещам проявлялся со всей очевидностью. Важным стимулом для этого возрастающего знания и обсуждения послужил полковник Джордж Гиббс, который около 1808 года привез в эту страну большую и выдающуюся минералогическую коллекцию. В «Медицинском репозитории» (том 11, стр. 213, 1808 г.) находится извещение об этой коллекции, часть которого воспроизведена ниже:

«Великая коллекция минералов Гиббса.

Одним из самых ревностных приверженцев минералогии в Соединенных Штатах является полковник Дж. Гиббс из Род-Айленда, чей вкус и состояние сошлись в том, чтобы сделать его владельцем самого обширного и ценного ассортимента минералов, который, вероятно, существует в Америке.

Эта богатая коллекция состоит из кабинетов, которыми владели покойный месье Жиго Д’Орси из Парижа и граф Грегуар де Розамонский, русский дворянин, долгое время проживавший в Швейцарии. К ним настоящий владелец добавил некоторое количество образцов, либо собранных им самим на месте, либо приобретенных в различных частях Европы… Все это состоит примерно из двадцати тысяч экземпляров. Небольшая часть этой коллекции была открыта для любителей в Род-Айленде прошлым летом, а в следующем, если позволят обстоятельства, будет выставлена остальная часть».

В 1802 году Бенджамин Силлиман был назначен профессором химии и минералогии в Йельском коллеже. После того как коллекция Гиббса была привезена в Америку, он провел много времени с ее владельцем, изучая ее, и в результате полковник Гиббс предложил выставить коллекцию на обозрение в Нью-Хейвене, если колледж предоставит подходящие помещения. Это было быстро осуществлено, и в 1810, 1811 и 1812 годах коллекция была перевезена в Нью-Хейвен и подготовлена к выставке полковником Гиббсом. Позже, в 1825 году, она была куплена Йельским университетом и послужила ядром, вокруг которого сформировалась нынешняя музейная коллекция университета. Нет сомнений в том, что присутствие в столь ранний период этой большой и необычной минералогической коллекции оказало огромное влияние на развитие минералогической науки в Йельском университете и в стране в целом.

В 1810 году доктор Арчибальд Брюс начал издание «Американского минералогического журнала» (American Mineralogical Journal), титульный лист которого частично гласит следующее: «Американский минералогический журнал, представляющий собой собрание фактов и наблюдений, служащих для прояснения минералогии и геологии Соединенных Штатов Америки, а также другую информацию, относящуюся к минералогии, геологии и химии, почерпнутую из научных источников». К сожалению, здоровье доктора Брюса пошатнулось, и журнал просуществовал только на протяжении своего первого тома. Тем не менее он «был встречен самым благоприятным образом», как отмечает Силлиман, и возникло ощущение, что следует основать другой журнал аналогичного типа. Такое предложение было сделано полковником Гиббсом профессору Силлиману в 1817 году, и это привело непосредственно к основанию Американского журнала науки в 1818 году под редакцией последнего. Хотя с самого начала сфера деятельности Журнала была широкой и всеобъемлющей, в нем всегда публиковалось много статей по минералогической тематике. Трое его главных редакторов были выдающимися минералогами, и он, без сомнения, являлся важнейшей отдельной силой в развитии этой науки в стране. С 1800 года было описано более 800 хорошо установленных видов минералов, причем примерно 150 из них происходят из американских источников. Более двух третей статей, описывающих эти новые американские минералы, впервые появились на страницах Журнала. Хотя описание новых видов не всегда является наиболее важной частью минералогических исследований, тем не менее эти цифры служат демонстрацией той большой роли, которую Журнал сыграл в развитии американской минералогии.

Прогресс в минералогии удобно рассматривать в соответствии с делением на различные серии, состоящие из пятидесяти томов каждая, в которых издавался Журнал. Как ни странно, эти деления соответствуют четырем вполне определенным фазам, через которые прошли минералогические исследования в Америке. Первая серия охватывала годы с 1817 по 1845. Просматривая эти тома, находишь большое количество минералогических статей, принадлежащих перу многих авторов. Подавляющее большинство этих работ носят чисто описательный характер, часто давая лишь общие отчеты о нахождении минералов в тех или иных регионах. Однако к этому периоду относится и ряд статей, посвященных более подробному физическому и химическому описанию редких или новых видов. Среди минералогов, занимавшихся в то время описанием отдельных видов, не было никого более неутомимого, чем Чарльз Ю. Шепард. Он окончил Амхерстский колледж в 1824 году в возрасте двадцати лет. В 1827 году он стал ассистентом профессора Силлимана в Нью-Хейвене, проработав на этой должности четыре года. Позже он был лектором по естественной истории в Йельском университете, а в разное время был связан с Амхерстским колледжем и Медицинским колледжем Южной Каролины в Чарлстоне. Его статьи по минералогии были весьма многочисленны. Он присвоил минералам большое количество новых названий, хотя, за исключением полудюжины случаев, впоследствии выяснилось, что это разновидности уже известных и описанных минералов, а не новые виды. Тем не менее, несмотря на его частые поспешные и неточные решения о характере минерала, его влияние на прогресс минералогии было заметным. Его огромный энтузиазм и неустанное трудолюбие на протяжении долгой жизни не могли не внести определенный вклад в науку. О его «Трактате о минералогии» будет сказано в следующем абзаце. Он скончался в мае 1886 года, опубликовав свою последнюю статью в Журнале в сентябре предыдущего года.

Первой книгой по минералогии, изданной в Америке, была книга Паркера Кливеленда, профессора математики, натурфилософии, химии и минералогии в Боудин-колледже. Первое издание было напечатано в 1816 году, и исчерпывающая рецензия на него дана в первом томе Журнала (1, 35, 308, 1818); за ним последовало второе издание в 1822 году. В своем предисловии Кливеленд дает интересную дискуссию относительно двух противоборствующих европейских методов классификации минералов. Немецкая школа во главе с Вернером классифицировала минералы по их внешним признакам, в то время как французская школа вслед за Гаюи делала акцент на «истинном составе». Кливеленд отмечает, что «немецкая школа кажется наиболее отличающейся техническим и мелочно-описательным языком, а французская — использованием точных и научных принципов в классификации или расположении минералов». Сам он попытался в некоторой степени объединить оба метода, взяв за основу фундаментальных разделов химический состав и используя точное описание физических свойств для отграничения сходных видов и разновидностей друг от друга.

За минералогией Кливеленда почти двадцать лет спустя последовал уже упоминавшийся «Трактат о минералогии» Чарльза Ю. Шепарда. Первая часть этой книги была опубликована в 1832 году. Она содержала главным образом описание естественной истории классификации минералов в соответствии с общим планом, принятым Моосом, австрийским минералогом. Вторая часть книги, появившаяся в 1835 году, давала описание отдельных видов, причем расположение здесь было полностью алфавитным. Последующие издания появились в 1844, 1852 и 1857 годах.

Джеймс Дуайт Дана окончил Йельский колледж в 1833 году в возрасте двадцати лет. Четыре года спустя (1837) он опубликовал «Систему минералогии» (The System of Mineralogy) — том объемом 580 страниц. Появление этой книги стало событием превосходящей важности в развитии науки. Книга, конечно, в значительной степени опиралась на предыдущие труды Гаюи, Мооса, Науманна и других европейских минералогов, но в некотором роде не была просто компиляцией из них. Дана, особенно в своем обсуждении математической кристаллографии, проявил много оригинальной мысли. Он также доказал свою оригинальность, предложив и использовав сложную систему классификации по образцу тех, что уже применялись в науках ботанике и зоологии. Позже он убедился в нежелательности этого метода классификации и полностью отказался от него в четвертом издании «Системы», вышедшем в 1854 году, заменив его химической классификацией, которая по своим существенным признакам общепринята и по сей день. «Система минералогии», начатая таким образом в 1837 году, благодаря последовательным изданиям продолжала оставаться стандартным справочным изданием по этому предмету. Различные издания выходили следующим образом: I — 1837; II — 1844; III — 1850; IV — 1854; V — 1868; VI — 1892 (под редакцией Эдварда С. Даны).

Д. Д. Дана также внес свой вклад в виде многочисленных минералогических статей в первую серию томов Журнала. Интересно отметить, что они касаются главным образом более теоретических аспектов предмета, фактически представляя собой практически единственные статьи такого характера, появившиеся за этот период. Среди рассмотренных тем были кристаллографические символы, образование двойниковых кристаллов, псевдоморфизм, происхождение минералов в метаморфизованных известняках, происхождение серпентина, классификация минералов и т. д.

Тома Второй серии Журнала охватывали годы с 1846 по 1870 включительно. Этот период характеризовался большой активностью в изучении химического состава минералов. Ряд квалифицированных химиков, в особенности Дж. Лоуренс Смит, Джордж Дж. Браш и Фредерик А. Гент, примерно с 1850 года начали долгую серию химических исследований американских минералов. Очень немногие статьи в то время уделяли много внимания физическим свойствам обсуждаемых минералов, описание оптических характеристик практически не предпринималось, а кристаллы минерала упоминались лишь изредка. Д. Д. Дана был едва ли не единственным автором, который постоянно стремился открыть фундаментальные свойства и взаимосвязи минералов. Он опубликовал множество статей в эти годы, которые касались главным образом классификации и группирования минералов, сходства кристаллографических форм различных видов, соотношений между химическим составом и формой кристалла, химических формул, минеральной номенклатуры и т. д. Следующие названия дают представление о характере более важных серий статей его авторства, относящихся к этой категории: «Об изоморфизме и атомном объеме некоторых минералов» (9, 220, 1850); различные заметки и статьи о гомеоморфизме минералов (17, 85, 86, 210, 430; 18, 35, 131, 1854); «О связи между кристаллической формой и химическим составом с некоторыми выводами из нее» (44, 89, 252, 398, 1867).

В период между 1850 и 1870 годами было предложено множество новых названий минералов, значительное число которых продолжает оставаться хорошо признанными видами. Но существовала и тенденция, которая не полностью исчезла и поныне, основывать определение минерала на недостаточных доказательствах и предлагать новый вид с весьма слабым на то оправданием. В связи с этим представляет интерес цитата из предисловия Д. Д. Даны к 3-му Дополнению к «Системе минералогии» (4-е издание), опубликованному в Журнале (22, стр. 246, 1856):

«Вызывает сожаление то, что минеральные виды так часто появляются, особенно в этой стране, без достаточного исследования и полного описания. Не отвечает справедливым требованиям науки минералогии утверждение о том, что минерал предположительно имеет определенные составляющие, или изложение состава в общем виде без полного и детального анализа, особенно когда нет кристаллографических признаков, обеспечивающих виду прочное основание. Мы имеем право требовать, чтобы те, кто дает названия видам, использовали все средства, которые допускает наука нашей эпохи, для доказательства того, что данный вид признан природой, ибо только такие принадлежат к науке, и если для хорошего описания найдено недостаточно материала, то недостаточно и оснований для введения нового наименования в науку. Публикация фиктивных видов в любом отдеде науки — это шаг вперед не к истине, а в области заблуждений; и часто требуется много долгого труда, прежде чем наука оправится от этих шагов назад».

Дж. Лоуренс Смит родился в 1818 году и умер в 1883 году. Он окончил Университет Виргинии и Медицинский колледж в Чарлстоне, а затем провел три года, обучаясь в Париже. Вскоре после окончания учебы он отправился в Турцию в качестве советника правительства этой страны в связи с выращиванием там хлопка. За это время он исследовал месторождения наждака в Малой Азии и написал мемуар о них, который позже был опубликован Французской академией. Он работал профессором химии в Университете Виргинии, а затем занимал ту же кафедру в Университете Иллинойса. Он опубликовал длинную серию работ по химическому составу минералов и метеоритов, а также по чистым химическим вопросам. Среди его наиболее заметных вкладов — «Мемуар об наждаке» (1850), серия статей по «Повторному исследованию американских минералов» (1853), написанная в соавторстве с Джорджем Дж. Брашем, и его «Мемуар о метеоритах» (1855).

Джордж Дж. Браш вступил на свой научный путь в тот момент, когда наука и научные методы исследования только начинали получать признание в этой стране, и вскоре стал одним из ведущих пионеров в этом движении. Хотя его полувековая активная служба была в значительной степени занята административными обязанностями в связи с Шэфилдской научной школой, его интерес к минералогии никогда не ослабевал. Его статьи по минералогической тематике насчитывают около тридцати, и все они были опубликованы в Журнале. Они начались в 1849 году, еще до окончания колледжского курса, и продолжались до появления его последней статьи (в соавторстве с С. Л. Пенфилдом) в 1883 году. Три из ранних работ были написаны совместно с Дж. Лоуренсом Смитом, как отмечалось выше. Эти статьи впервые установили в стране стандарт тщательного и точного научного исследования минералов. Позже в жизни он активно участвовал в освоении замечательного минерального месторождения в Бранчвилле, штат Коннектикут, и в соавторстве с Э. С. Даной опубликовал в Журнале (1878–90) пять важных статей о его минералах. Это месторождение, за исключением цинковых месторождений во Франклин-Фернес, штат Нью-Джерси, было самым замечательным из всех обнаруженных в стране. Там было найдено почти сорок различных минеральных видов, девять из которых (в основном фосфаты) были новыми для науки. Безусловно, в этой стране не публиковалось никакой другой серии описательных статей о минералогическом месторождении равной важности.

Помимо публикации оригинальных работ, Браш проделал значительную редакторскую работу в связи с четвертым (1854) и пятым (1868) изданиями «Системы минералогии» и приложениями к ним. Его «Руководство по определительной минералогии» с серией определительных таблиц, адаптированных из аналогичных таблиц фон Кобеля, было впервые опубликовано в 1874 году. Оно было переработано в 1878 году, а позже переписано С. Л. Пенфилдом. Эта книга внесла большой вклад в обеспечение быстрого и точного определения минеральных видов. На протяжении всей своей жизни Браш был энтузиастом-коллекционером минералов, создав замечательную коллекцию, которая теперь носит его имя. Возможно, однако, его наиболее важный вклад в развитие минералогии в Америке заключался скорее в его влиянии на его многочисленных студентов. Благодаря своему энтузиазму к точным и кропотливым исследованиям он служил источником вдохновения для всех, кто приходил с ним в соприкосновение, и его собственная область, и наука в целом многим обязаны этому влиянию.

Среди ранних минералогов этой страны, занимавшихся химическим анализом минералов, никто не сделал больше или лучше Фредерика А. Гента. Он родился в Германии в 1820 году и жил там до 1848 года, когда приехал в Соединенные Штаты и поселился в Филадельфии. Он учился в различных немецких университетах и работал у некоторых из самых известных химиков того времени. Его статьи по минералогии насчитывают более семидесяти пяти, в подавляющем большинстве из них приведены химические анализы. Он опубликовал пятьдесят четыре последовательные статьи, большая часть которых появилась в Журнале и озаглавливалась «Вклад в минералогию». В них он дал описание более двухсот различных минералов, большинство из которых сопровождалось анализами. Он описал более дюжины новых и прочно утвердившихся минеральных видов. Он особенно интересовался более редкими элементами, и многие его анализы касались минералов, их содержащих. Особенно интересна его работа с теллуридами, причем виды колорадоит, мелонит и калаверит были впервые описаны им. Длительное и важное исследование было записано в работе «Корунд, „Его изменения и сопутствующие минералы“», опубликованной в «Трудах Американского философского общества» в 1873 году (13, 361). Доктор Гент скончался в 1893 году.

Период с 1860 по 1875 год был не очень продуктивным в отношении минералогических исследований. Первые десять томов Третьей серии Журнала, охватывающие 1871–1876 годы, содержали минералогические статьи всего примерно пятнадцати различных авторов. Но с того времени объем проделанной работы и число исследователей быстро возросли. Вместе с этим ростом активности произошло и решительное изменение характера работ. Период между 1871 и 1895 годами можно охарактеризовать как время, когда все различные аспекты минералогических исследований получили более или менее равную известность. Хотя химический состав минералов по-прежнему справедливо занимал видное место, исследование кристаллографических и оптических характеристик, а также взаимосвязей между всеми тремя происходило гораздо чаще. Эдвард С. Дана начал свою научную деятельность с публикации в 1872 году статьи о кристаллах датолита, которая была, вероятно, первой американской статьей, полностью посвященной описанию кристаллографии минерала. Самуэль Л. Пенфилд начал свои важные исследования в 1877 году, и в этот же период появились первые статьи Фрэнка В. Кларка. Первое издание «Учебника минералогии» (Text Book of Mineralogy) Эдварда С. Даны с его важными главами по кристаллографии и оптической минералогии было опубликовано в 1877 году, а его переработка «Системы минералогии» (шестое издание) появилась в 1892 году.

Бесспорно, ведущей фигурой в американской минералогии в этот период была фигура Самуэля Л. Пенфилда. Он сочетал в необычайной степени качества, способствующие успеху в этой науке, ибо немногие исследователи в области минералогии проявляли, подобно ему, равную легкость во всех ветвях описательной минералогии. Он был искусным химиком и обладал в высокой степени той изобретательностью в манипуляциях, которая так необходима великому аналитику. Он также был точным и находчивым кристаллографом и оптическим минералогом. Его вклад в науку минералогию можно частично оценить по следующему краткому резюме его работы. Он опубликовал более восьмидесяти минералогических статей, практически все из которых были напечатаны в Журнале. Они включали описания четырнадцати новых минеральных видов, установление химического состава более чем двадцати других и кристаллизации еще примерно дюжины. Серией блестящих исследований он установил изоморфизм между фтором и гидроксильным радикалом. Он первым сформулировал теорию о том, что кристаллическая форма минерала обусловлена массовым эффектом присутствующей кислоты, а не оснований. Он также написал ряд статей по стереографической проекции и ее использованию в кристаллографических исследованиях, разработав серию транспортиров и шкал, обеспечивающих быстрое и точное использование этой проекции при решении задач кристаллографии.

Пенфилд родился в 1856 году, окончил Шэфилдскую научную школу в 1877 году и сразу же стал ассистентом в химической лаборатории этого учебного заведения. В то время он вместе со своим коллегой Хорасом Л. Уэллсом выполнил анализы минералов с недавно открытого месторождения в Бранчвилле. Он провел 1880 и 1881 годы за изучением химии в Германии, вернувшись в Йель в качестве преподавателя минералогии осенью 1881 года. За исключением еще одного семестра в Европе в Гейдельберге, он продолжал работать преподавателем и профессором минералогии в Шэфилдской научной школе до своей преждевременной кончины в 1906 году.

Трудно выделить для упоминания имена других исследователей минералогии в этот период. К его концу множество авторов писали статьи для страниц Журнала, причем для томов с 41 по 50 Третьей серии насчитывается более пятидесяти различных имен. Многие из них до сих пор живы и продолжают активные научные исследования. Следует упомянуть Фрэнка В. Кларка, опубликовавшего много важных статей, касающихся химического состава силикатов. Его работы по группам слюд и цеолитов заслуживают особого внимания. Работа В. Х. Хиллебранда, особенно в части аналитических исследований минералов, содержащих редкие элементы, имела огромное значение. Следует помнить имя В. Э. Хиддена, который благодаря своему острому, проницательному взгляду и активным поискам новых минеральных месторождений сумел сделать много ценных приобретений для науки.

При беглом просмотре указателей Журнала тесная взаимосвязь минералогии с другими науками ярко иллюстрируется тем фактом, что так много ученых, чьи конкретные области лежат в других сферах, публиковали эпизодические минералогические статьи. Нередко молодой человек начинал с минералогических исследований, а затем позже решительно увлекался одной из этих смежных тем. Люди, завоевавшие репутацию в химии, физике и во всех различных разделах геологии, включая даже палеонтологию, — все они вносили свой вклад в виде статей, отчетливо минералогических по своему характеру. По этой причине число американских авторов, опубликовавших то, что можно назвать случайными статьями по минералогии, весьма велико по сравнению с числом тех, кто продолжает такие публикации на протяжении ряда лет.

Тот факт, что тема метеоритов постоянно изучалась американскими минералогами и петрографами, подтверждается длинным списком посвященных ей статей, опубликованных в Журнале; поэтому ее следует кратко рассмотреть здесь. Многие из этих статей коротки и носят общий описательный характер, но многочисленны и те, которые более полно раскрывают химические, минералогические и физические детали. Среди ранних авторов по этой теме следует упомянуть Бенджамина Силлимана-младшего и Ч. У. Шепарда. Последний первым распознал новый минерал в метеорите Бишопвилл, который он назвал хладнитом. Позднее это же вещество было обнаружено в земном проявлении и более точно описано Кеннготтом под названием энстатита. Дж. Лоуренс Смит впоследствии показал, что эти два вещества идентичны. Смит проделал огромный объем важной химической работы по метеоритам. Он первым отметил присутствие хлористого железа в метеоритном железе, причем минерал впоследствии был назван в его честь лавренситом. Сульфид железа-хрома, даубреелит, также был впервые описан им. Другие имена, которые следует упомянуть в этой связи, — это А. В. Райт, изучавший газовые составляющие метеоритов, Г. Ф. Кунц, В. Э. Хидден, А. Э. Фут и Х. А. Уорд, все из которых опубликовали многочисленные описания этих тел. Среди недавних исследователей в этой области осокго упоминания заслуживают имена Дж. П. Меррилла и О. С. Фаррингтона.

Публикация Четвертой серии Журнала началась в 1896 году. Хотя прошедшие с тех пор годы ознаменовались выполнением огромного объема очень важной работы, история этого периода свежа в памяти каждого, и, поскольку большинство активных исследователей все еще живы и продуктивны, вряд ли представляется необходимым вдаваться в детали относительно нее. Двадцать лет назад некоторым минералогам казалось, что науку можно считать практически завершенной. Все более распространенные минералы определенно были открыты и исчерпывающе изучены. По-видимому, оставалось мало такого, что могло бы быть добавлено к нашим знаниям о них. Новые места находок по-прежнему регистрировались бы, наблюдались бы новые кристаллические габитусы и изредка вносилась бы в списки новая и мелкая грань кристалла, но казалось, что открытий огромной важности больше не осталось. Этот взгляд не был полностью оправдан, поскольку новые факты, представляющие интерес и важность, постоянно выдвигались на первый план, а обнаружение новых минералов с годами не уменьшается в объемах. Особенно примечательна в этом отношении работа исследователей Геологической службы США.

Однако этот последний из наших периодов знаменуется прежде всего практически новым направлением развития по линии того, что можно охарактеризовать как экспериментальная минералогия. Были найдены новые способы изучения минералов. Важные, но до сих пор ставившие в тупик проблемы их генезиса, наряду с их отношением к окружающей среде и сопутствующим минералам, были атакованы с помощью новых методов.

В этой новаторской работе наибольшее значение имела деятельность Геофизической лаборатории Института Карнеги в Вашингтоне. Эта лаборатория была создана в 1905 году, и под руководством Артура Л. Дня был собран замечательный коллектив исследователей и уже достигнута выдающаяся работа. Хотя область исследований лаборатории шире минералогии и включает многое из того, что относится к петрографии, вулканологии и т. д., тем не менее бо́льшую часть проделанной работы можно справедливо отнести к минералогической по своему характеру, и она должна быть рассмотрена здесь. Однако ввиду ее огромной ценности было сочтено необходимым дать авторитетный, хотя по существующим условиям неизбежно краткий, отчет о ней. Лаконичное резюме целей, методов и результатов исследований лаборатории было любезно подготовлено сотрудником ее штата доктором Р. Б. Сосманом и приводится ниже.

За последние несколько лет было открыто еще одно направление исследований — обнаружение влияния кристаллической структуры на рентгеновские лучи. Благодаря преломлению или отражению рентгеновского луча посредством упорядоченного расположения частиц, образующих кристаллическую решетку, мы, по-видимому, сможем многое узнать о внутренней структуре кристаллов. И отчасти благодаря этим открытиям в свою очередь придет решение доселе неразрешимой тайны строения материи. Без сомнения, многочисленные факты минералогии, собранные за прошедшее столетие в ходе кропотливых исследований большого числа ученых, призваны сыграть значительную роль в решении этой проблемы. Более того, не кажется слишком смелым пророчеством предположить, что придет время, когда станет возможным объединить все эти неорганизованные факты, известные нам о минералах, в гармоничное целое, и тогда мы сможем сформулировать лежащие в их основе принципы, от которых они все зависят. Таковы великие проблемы будущего минералогических исследований.

IX РАБОТА ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ ИНСТИТУТА КАРНЕГИ В ВАШИНГТОНЕ

By R. B. SOSMAN

Существует три подхода к решению великой проблемы формирования горных пород. Первый берется воспроизвести с помощью подходящих лабораторных экспериментов некоторые из наблюдаемых изменений в природных горных породах. Второй стремится применить принципы физической химии к огромному массиву тщательно собранной статистики. Третий метод подхода похож на первый тем, что является лабораторным методом, и на второй тем, что стремится применить имеющиеся знания к ассоциациям минералов, обнаруживаемым в горных породах, но по своей процедуре сильно отличается от обоих. Он заключается в объединении чистых материалов в поддающихся измерению условиях и тем самым в установлении строго количественными методами тех соотношений, в которых минералы могут существовать вместе в условиях температуры и давления, способных влиять на такие соотношения.

Именно этому третьему методу исследования проблем горных пород Геофизическая лаборатория посвятила себя с момента своего основания в 1905 году. Оказалось вполне практичным проводить количественные исследования соотношений между главнейшими породообразующими оксидами (кремнеземом, глиноземом, магнезией, известью, содой, поташом и оксидами железа) в очень широком диапазоне температур. Ресурсы физики оказались достаточными для установления температуры с высокой степенью точности и измерения количества энергии, вовлеченной в различные реакции. Химик получил возможность добывать материалы высокой степени чистоты и детально прослеживать химические взаимосвязи, существующие между породообразующими оксидами. Петрографическая лаборатория была предоставлена для сравнения синтетических лабораторных продуктов с соответствующими природными минералами.

Также оказалось вполне практичным распространить те же методы исследования на некоторые из главных рудных минералов, такие как сульфиды меди. Другая информация, которая несомненно будет иметь конечную экономическую ценность, также получена в результате детального изучения силикатов, служащих базовыми материалами для огромного разнообразия отраслей промышленности, которые классифицируются как керамические производства. Лучшим примером этого является та легкость, с которой опыт и кадры лаборатории были адаптированы к важнейшей проблеме производства достаточного запаса оптического стекла для нужд Соединенных Штатов в текущей войне.

Кроме того, за последние два года удалось показать, что образование горных пород, в котором летучие компоненты играют необходимую и определяющую роль, можно полностью изучать в лаборатории с такой же точностью, как если бы все компоненты были твердыми или жидкими.

Наряду с лабораторными исследованиями образования минералов и горных пород рос объем полевых исследований процессов в доступных вулканах, таких как Килауэа и Везувий, где можно наблюдать и изучать плавление и перекристаллизацию горных пород в крупных масштабах.

Было время, когда уверенность лаборатории в способности физики и химии решать геологические проблемы разделяли не все геологи. Некоторые из них были склонны рассматривать с немалой долей опасения огромные разветвления и сложности природного формирования горных пород как проблему, не имеющую адекватного лабораторного решения. Поэтому для всех участников этих усилий отрадно видеть, как следы этих опасений постепенно исчезают по мере продвижения работ. Тщательная оценка ситуации сегодня, после десяти лет деятельности, показывает, что осязаемые основания для беспокойства по поводу доступности стоявших изначально проблем теперь по большей части рассеялись.

Рассматривать подробно описанные выше направления работы не представляется возможным. Обзор синтетической работы с системами минеральных оксидов и параграф об исследованиях вулканов, пожалуй, достаточны для того, чтобы обозначить общий план и цель работы лаборатории. Следует добавить, что результаты многих исследований лаборатории, подробно изложенных ниже, были опубликованы на страницах Журнала (см. 21, 89, 1906 и последующие тома).

Минералогические исследования. — Изучение минералов включает:

I. Однокомпонентные системы: кремнезем с его многочисленными полиморфными формами и их отношениями к температуре и условиям образования горных пород; оксид алюминия; оксид магния; оксид кальция.

II. Двухкомпонентные системы: кремнезем — оксид алюминия, включая силлиманит и родственные минералы; кремнезем — оксид магния, включая тетраморфный метасиликат MgSiO3; кремнезем — оксид кальция, включая волластонит; силикаты щелочных металлов, в частности применительно к их равновесиям с углекислым газом и с водой; оксид железа(III) — оксид кальция; оксид алюминия — оксид кальция; оксид алюминия — оксид магния, включая шпинель; гематит — магнетит — серия твердых растворов необычного типа.

III. Трехкомпонентные системы: кремнезем — оксид алюминия — оксид магния (завершена, но еще не опубликована); кремнезем — оксид алюминия — оксид кальция (завершена, включая соединения, входящие в состав портландцемента); кремнезем — оксид магния — оксид кальция (завершена, но еще не опубликована, включая, однако, опубликованную работу по системе диопсид — форстерит — кремнезем и по серии CaSiO3 — MgSiO3); оксид алюминия — оксид магния — оксид кальция.

IV. Четыре компонента: SiO2 — Al2O3 — MgO — CaO (неполная система анортит — форстерит — кремнезем); SiO2 — Al2O3 — CaO — Na2O (серия известково-натриевых полевых шпатов (альбит — анортит) и серия нефелин (карнегиеит) — анортит); SiO2 — Al2O3 — Na2O — K2O (натриево-калиевые нефелины).

V. Пять компонентов: SiO2 — Al2O3 — MgO — CaO — Na2O (тройная система диопсид — анортит — альбит (гаплобазальтовые и гаплодиоритовые магмы)).

Довольно полные исследования также были проведены в отношении минеральных сульфидов железа, меди, цинка, кадмия и ртути, а в настоящее время исследуются условия, определяющие вторичное обогащение сульфидных руд меди. В связи с исследованиями сульфидов химически и микроскопически изучались гидратированные оксиды железа, и результаты скоро будут готовы к публикации.

В ходе всей работы простое накопление массы фактов считалось второстепенным по важности по сравнению с разработкой новых методов подхода и оценкой новых общих принципов, и конкретные изучаемые проблемы выбирались с этой точки зрения.

Исследования вулканов. — Направлением работы лаборатории, представляющим как общий, так и петрологический интерес, является изучение действующих вулканов. Наблюдения и сборы образцов проводились на Килауэа, Везувии, Этне, Стромболи, Вулькано и (благодаря любезности директоров Национального географического общества) на Катмае на Аляске. Во всех исследованиях подчеркивается огромная важность газов в вулканической деятельности. К числу активных газов относятся водород и водяной пар, оксид углерода и углекислый газ, сера и ее оксиды, а также ряд других соединений меньшего значения. Кратер Килауэа оказывается действующей природной газовой печью, в которой в газах непрерывно протекают реакции, часто приводящие к тому, что лавовый бассейн оказывается горячее на поверхности, чем на некоторой глубине. Эти реакции изучаются в лаборатории на смесях чистых составляющих газов в известных пропорциях с целью заложить основы для точной интерпретации и прогнозирования в отношении газов, фактически собираемых с самих вулканов.

X. РАЗВИТИЕ ХИМИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ СТО ЛЕТ

By HORACE L. WELLS and HARRY W. FOOTE

Введение.

Оглядываясь назад, ко времени основания Журнала в 1818 году, мы видим, что наука химия незадолго до того добилась больших успехов и продолжала делать их в то время. То, что научные мужи тех дней были весьма впечатлены происходящим, хорошо иллюстрирует следующее заявление, сделанное в раннем номере Журнала (3, 330, 1821) его основателем при рецензировании книги Горхэма «Основы химической науки» (Elements of Chemical Science). Он говорит: «Настоящий период отличается удивительной умственной активностью; его можно было бы поистине назвать интеллектуальным веком мира. Ни в один из прежних периодов человеческий разум не был устремлен одновременно к стольким и столь полезным исследованиям».

Незадолго до этого произошла весьма примечательная революция в химических представлениях. Вскоре после открытия кислорода Пристли в 1774 году и последовавшего за ним открытия Кавендиша, установившего, что вода образуется при сгорании водорода и кислорода, Лавуазье объяснил горение в целом как окисление, свергнув тем самым любопытную старую теорию флогистона, которая доминировала в качестве основы химической философии почти столетие.

Таким образом началась эра современной химии, и к началу XIX века получили всеобщее признание дополнительные представления о том, что материя неразрушима, а химические соединения имеют постоянный состав.

Даль объявил о своей атомной теории в 1802 году, положить в основу которой он во многом успел открытый им ранее закон кратных отношений, и начал выражать формулы соединений через атомные символы.

В 1808 году Гей-Люссак открыл свой закон соединения газов в простых пропорциях [153] — закон первостепенной важности в связи с атомной теорией, однако ни он, ни Даль не усмотрели этой теоретической связи. Авогадро же понял ее и в 1811 году пришел к эпохальному выводу о том, что все газы и пары при одинаковых температуре и давлении содержат равное число молекул в равных объемах.

В 1807 году Дэви выделил щелочные металлы натрий и калий с помощью электролиза, тем самым практически развеяв мнение о том, что некоторые землистые вещества могут быть элементами; а примерно четырьмя годами позже он продемонстрировал, что хлор является элементом, а не оксидом, как предполагалось ранее, опровергнув тем самым взгляд Лавуазье на кислород как на характерную составную часть всех кислот.